李秉睿，李建發(fā)，劉 齊，張 帥

(云南電力技術(shù)有限責(zé)任公司，云南 昆明 650217)

0 引言

現(xiàn)階段容性設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)已很成熟，對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測起到了很大作用。通過監(jiān)測裝置已發(fā)現(xiàn)多起絕緣缺陷，有效保障了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測方面發(fā)揮著越來越重要的作用。隨著監(jiān)測裝置運(yùn)行年份的增加，監(jiān)測數(shù)據(jù)失真、裝置無法正常采集數(shù)據(jù)等問題突顯，嚴(yán)重時甚至出現(xiàn)裝置無法運(yùn)行的情況。針對這些故障進(jìn)行了分析，并根據(jù)裝置的原理、結(jié)構(gòu)以及存在的故障，開展了針對性檢驗(yàn)及專業(yè)運(yùn)維，取得良好效果，得出定期進(jìn)行在線監(jiān)測裝置檢驗(yàn)及專業(yè)運(yùn)維能有效保證監(jiān)測裝置的正常運(yùn)行和數(shù)據(jù)真實(shí)性的結(jié)論。

1 在線監(jiān)測裝置故障分析

對某電網(wǎng)公司2010 年以來安裝的容性設(shè)備絕緣在線監(jiān)測裝置進(jìn)行了摸底調(diào)研，其在線監(jiān)測裝置主要集中在2011 年到2015 年安裝，共在9 個變電站安裝了9 套246 臺裝置。從2019 年摸底調(diào)研的結(jié)果來看，容性設(shè)備在線監(jiān)測裝置的主要缺陷為裝置無法送電、硬件故障、軟件故障、密封不良、未安裝末屏引出端防開路保護(hù)裝置、網(wǎng)絡(luò)安全漏洞、信號線接線錯誤、未定期檢驗(yàn)等方面。

1.1 裝置無法送電

造成該故障的主要原因是在線監(jiān)測裝置電源回路短路、開路或者電源模塊損壞，導(dǎo)致裝置掉電，致使系統(tǒng)無法正常供電。從調(diào)研數(shù)據(jù)來看，在9 套在線監(jiān)測裝置中，7 套裝置存在無法送電故障，占比達(dá)80 %。

1.2 軟硬件故障

軟件故障主要是軟件無法啟動、數(shù)據(jù)丟失、軟件版本較低等。硬件故障主要是數(shù)據(jù)采集板損壞、傳感器損壞、箱體破損等。從調(diào)研數(shù)據(jù)來看，數(shù)據(jù)采集卡損壞189 臺，占比76 %；箱體破損98 臺，占比40 %；傳感器損壞28 臺，占比11 %。

1.3 裝置密封不良

裝置密封不良主要是裝置箱門密封條脫落，或者銹蝕較為嚴(yán)重導(dǎo)致箱體開裂、破損，以及孔洞封堵不嚴(yán)實(shí)等，密封不良極易導(dǎo)致裝置內(nèi)電子元器件受潮損壞，以及蜜蜂等小動物在箱體內(nèi)筑巢，嚴(yán)重影響裝置正常運(yùn)行。

1.4 未安裝末屏引出端防開路保護(hù)裝置

規(guī)程DL/T 1432.3—2016《變電設(shè)備在線監(jiān)測裝置檢驗(yàn)規(guī)范第3 部分：電容型設(shè)備及金屬氧化物避雷器絕緣在線監(jiān)測裝置》中明確規(guī)定容性設(shè)備在線監(jiān)測裝置應(yīng)安裝末屏引出端防開路保護(hù)裝置，防止因在線監(jiān)測系統(tǒng)開路導(dǎo)致設(shè)備末屏失地。

調(diào)研數(shù)據(jù)顯示：63 臺在線監(jiān)測裝置未安裝末屏引出端防開路保護(hù)裝置，占比約26 %。如信號采集回路開路，將嚴(yán)重威脅主設(shè)備安全運(yùn)行。

1.5 網(wǎng)絡(luò)安全漏洞隱患

在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝后，未對高危端口進(jìn)行封堵，未安裝殺毒軟件或定期對殺毒軟件進(jìn)行升級，存在網(wǎng)絡(luò)安全隱患。比如某變電站容性設(shè)備絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)2012 年發(fā)現(xiàn)類似蠕蟲病毒。

1.6 裝置接線錯誤

在線監(jiān)測裝置投入運(yùn)行后，部分設(shè)備開展過停電定檢預(yù)試，在恢復(fù)接線過程中，因恢復(fù)人員不了解裝置接線原理，導(dǎo)致信號采集回路接線錯誤。雖不影響設(shè)備本身安全運(yùn)行，但監(jiān)測裝置采集信號錯誤，無法監(jiān)測其絕緣狀態(tài)。調(diào)研數(shù)據(jù)顯示：13 臺裝置存在接線錯誤，占比5 %。

1.7 裝置未定期檢驗(yàn)

規(guī)程DL/T 1432.1—2015《變電設(shè)備在線監(jiān)測裝置檢驗(yàn)規(guī)范第1 部分：通用檢驗(yàn)規(guī)范》、DL/T 1432.3—2016《變電設(shè)備在線監(jiān)測裝置檢驗(yàn)規(guī)范第3 部分：電容型設(shè)備及金屬氧化物避雷器絕緣在線監(jiān)測裝置》中明確規(guī)定裝置運(yùn)行后需進(jìn)行定期檢驗(yàn)，周期為1 ～2 年。如未定期檢驗(yàn)，則導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，影響到設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)分析不準(zhǔn)確。

2 運(yùn)維方法與效果分析

針對調(diào)研發(fā)現(xiàn)的問題，對該電網(wǎng)公司2010 年以來安裝的容性設(shè)備絕緣在線監(jiān)測裝置進(jìn)行了檢驗(yàn)及專業(yè)運(yùn)維，取得了良好效果。

2.1 專業(yè)運(yùn)維內(nèi)容

針對裝置原理、結(jié)構(gòu)和安裝方式，開展以下幾方面運(yùn)維。

(1) 現(xiàn)場監(jiān)測單元運(yùn)維：單元箱門密閉性能檢查；外殼以及安裝支架、抱箍生銹情況檢查；防火封堵檢查；現(xiàn)場總線（含電源及信號線）安全性檢查。

(2) 連接電纜運(yùn)維：電容型設(shè)備絕緣監(jiān)測裝置的末屏電流采樣信號電纜、避雷器絕緣監(jiān)測裝置的電流采樣信號電纜，應(yīng)無破損，連接應(yīng)可靠。

(3) 監(jiān)測主機(jī)運(yùn)維：應(yīng)無明顯噪聲；應(yīng)供電正常，電源指示燈亮；應(yīng)正常運(yùn)行，無異常指示燈，無死機(jī)狀況；檢查告警情況，如有告警，及時記錄并通知試驗(yàn)人員跟蹤處理；查看并分析系統(tǒng)參量告警信息及監(jiān)測數(shù)據(jù)。

2.2 現(xiàn)場試驗(yàn)檢驗(yàn)

對在線監(jiān)測裝置進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)檢驗(yàn)，主要進(jìn)行測量誤差試驗(yàn)和測量數(shù)據(jù)重復(fù)性試驗(yàn)。

(1) 測量誤差試驗(yàn)方法。使用標(biāo)準(zhǔn)測量儀器對現(xiàn)場安裝的在線監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)誤差進(jìn)行檢驗(yàn)，具體試驗(yàn)電路如圖1 所示。利用該母線上的電壓互感器提供參考電壓信號，通過標(biāo)準(zhǔn)測量儀器檢測電容型設(shè)備的介質(zhì)損耗、電容量等參量，同時讀取在線監(jiān)測裝置在該時間段內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，然后以標(biāo)準(zhǔn)測量儀器的測量值作為標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)，計算出在線監(jiān)測裝置測量介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量的誤差。

圖1 試驗(yàn)電路

(2) 電容量測量誤差計算。在全電流有效值100 ～200 mA 范圍內(nèi)且介質(zhì)損耗因數(shù)值0.005～0.1 范圍內(nèi)的某一穩(wěn)定測量點(diǎn)，讀取在線監(jiān)測裝置連續(xù)測得的6 組測量數(shù)據(jù)，依據(jù)公式(1)分別計算出RSD值。

式中：RSD為電容量相對標(biāo)準(zhǔn)偏差；n為測量次數(shù)；Ci第i次測量結(jié)果；C—:n次測量結(jié)果的算術(shù)平均值。

2.3 運(yùn)維效果分析

通過對裝置的校驗(yàn)、維護(hù)維修及故障消缺、通信改造等有效的方式，最大限度地進(jìn)行閉環(huán)處理和整改，有效地解決了裝置運(yùn)行中的短板效應(yīng)，裝置在數(shù)據(jù)入網(wǎng)率、在線率、準(zhǔn)確率和裝置故障率等主要指標(biāo)方面均有較大改善，詳見表1。

表1 運(yùn)維的裝置主要指標(biāo)提升情況 %

3 檢驗(yàn)及運(yùn)維必要性分析

通過上述對容性設(shè)備在線監(jiān)測裝置故障原因分析，導(dǎo)致在線監(jiān)測裝置故障頻發(fā)、停運(yùn)、數(shù)據(jù)失真的主要原因一部分為裝置質(zhì)量問題，另一部分為沒有定期進(jìn)行檢驗(yàn)及專業(yè)技術(shù)運(yùn)維。結(jié)合檢驗(yàn)運(yùn)維效果分析可知：定期開展檢驗(yàn)及運(yùn)維是保證在線監(jiān)測裝置穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段。

3.1 相關(guān)規(guī)程規(guī)定要求

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程DL/T 1432.1—2015《變電設(shè)備在線監(jiān)測裝置檢驗(yàn)規(guī)范第1 部分：通用檢驗(yàn)規(guī)范》、DL/T 1432.3—2016《變電設(shè)備在線監(jiān)測裝置檢驗(yàn)規(guī)范第3 部分：電容型設(shè)備及金屬氧化物避雷器絕緣在線監(jiān)測裝置》中明確規(guī)定：在線監(jiān)測裝置投運(yùn)后需定期(1～2 年或必要時)進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。必須進(jìn)行的試驗(yàn)包括：結(jié)構(gòu)和外觀檢查、基本功能檢驗(yàn)、測量誤差試驗(yàn)。

3.2 可有效保證采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠

通過定期現(xiàn)場檢驗(yàn)，對在線監(jiān)測裝置進(jìn)行測量誤差試驗(yàn)和測量數(shù)據(jù)重復(fù)性試驗(yàn)，可有效保證在線監(jiān)測數(shù)據(jù)真實(shí)性和準(zhǔn)確性。

3.3 有效提高在線監(jiān)測裝置接入安全性

通過對連接電纜、末屏防開路保護(hù)器進(jìn)行檢查，保證監(jiān)測裝置不影響一次設(shè)備的安全運(yùn)行。

4 結(jié)束語

容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)較為復(fù)雜，涉及到數(shù)據(jù)存儲傳輸、各種電子元器件、傳感器、通信電纜、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)龋灰渲腥我庖粋€模塊出現(xiàn)故障，就可能導(dǎo)致整體系統(tǒng)無法運(yùn)行，且在線監(jiān)測裝置安裝于室外，受環(huán)境影響較大，如果密封性等出現(xiàn)問題，受潮也會導(dǎo)致系統(tǒng)無法運(yùn)行。經(jīng)調(diào)研，如果在線監(jiān)測系統(tǒng)不進(jìn)行定期運(yùn)維，運(yùn)行壽命僅為1 ～1.5 年。

定期進(jìn)行在線監(jiān)測裝置檢驗(yàn)及專業(yè)運(yùn)維，能有效保證監(jiān)測裝置的正常運(yùn)行和數(shù)據(jù)真實(shí)性。其通過與帶電測試數(shù)據(jù)、定檢預(yù)試數(shù)據(jù)比對分析，可作為設(shè)備狀態(tài)檢修的可靠技術(shù)手段。